CoaXPress-over-Fiber란 무엇입니까?
CoaXPress-over-Fiber는 광섬유를 통한 전송을 지원할 수 있는 기존 CoaXPress 사양의 단순하지만 중요한 확장판입니다. CoaXPress(CXP)는 고 대역폭 컴퓨터 비전 애플리케이션을 위한 사실 상의 표준입니다. 사양의 최신 버전인 CoaXPress 2.0에는 동축 구리 케이블을 통한 12.5Gbps(초당 기가 비트) 링크인 CXP-12 속도가 명시되어 있습니다. CoaXPress에서는 링크 통합이 일반적이므로 4개의 CXP-12 링크로 50Gbps(12.5 x 4)의 대역폭을 쉽게 달성할 수 있습니다. CoaXPress 사양은 JIIA(
Japan Industrial Imaging Association)에서 호스팅합니다. CoaXPress-over-Fiber는 CoaXPress 2.0 사양에 대한 추가 기능으로 설계되었습니다. 또한 광섬유를 포함한 표준 이더넷 연결을 통해 수정되지 않은 상태로 CoaXPress 프로토콜을 실행하는 방법을 제공합니다. 따라서 CoaXPress-over-Fiber는 이더넷용으로 설계된 표준 전자 장치, 커넥터 및 케이블을 사용하지만, 프로토콜은 이더넷이나 GigE Vision이 아닌 CoaXPress입니다.
Euresys와
Sensor to Image는 2018년에 CoaXPress-over-Fiber의 개발 및 시연을 시작했습니다. 2020년 초부터 Euresys와 대부분의 주요 비전 제조업체가 소속된 CoaXPress Workgroup은 CoaXPress 표준에 대한 추가 기능으로 사양을 검토하기 위해 JIIA 내에서 협력하고 있습니다.
이더넷 연결을 사용하면 어떤 이점이 있습니까?
이더넷 연결을 사용함으로써 CoaXPress-over-Fiber는 이더넷용으로 설계된 저렴한 표준 장비(예: 커넥터 및 케이블)를 활용할 수 있게 되었습니다. 이더넷은 IEEE 802.3 표준에 의해 정의되며 이러한 표준을 활용함으로써 CoaXPress-over-Fiber는 고 대역폭을 사용할 수 있도록 지속적으로 발전하는 이더넷의 혜택을 받을 것입니다.
광섬유 사용의 장단점은 무엇입니까?
장점
- 무엇보다도 광섬유 연결은 기본적으로 길이에 제한이 없으므로 케이블 길이는 더 이상 문제가 되지 않습니다.
- 광섬유는 광섬유 당 10 및 25Gbps 연결이 오늘날 표준이며 데이터 센터에서 널리 사용되기 때문에 더 많은 대역폭을 사용할 수 있습니다.
- 광섬유는 전기 노이즈에 영향을 받지 않으므로 생산 현장 및 일부 의료 분야에서 상당한 장점이 될 것입니다.
- 광섬유는 동급 구리 케이블보다 가볍고 크기가 작아 항공기나 차량과 같이 이러한 특성이 필수적인 분야에 적합합니다.
단점
«광섬유에는 전력이 없다»는 없습니다. 광섬유의 신호는 빛을 이용하여 전송되기 때문에 광섬유를 통해 전력을 전송할 방법이 없으므로 카메라와 같은 장치는 별도의 전력이 필요합니다.
CoaXPress-over-Fiber는 카메라 제조업체에게 어떤 의미입니까?
CoaXPress-over-Fiber는 CoaXPress 표준에 대한 추가 기능이므로 기존 CoaXPress 카메라는 새로운 프로토콜을 새롭게 재개발하거나 테스트하지 않고도 비교적 쉽게 CoaXPress-over-Fiber로 업그레이드할 수 있습니다.
CoaXPress 카메라에서 이미 사용 중인 FPGA에는 이더넷 표준을 지원하는 많은 기능이 포함되어 있습니다. IEEE Std 802.3 46절에 정의된 10Gbps 미디어 독립 인터페이스(XGMII)는 10G 이더넷 실제 계층에 대한 기본 액세스 지점입니다. 이 인터페이스의 일반적인 특성으로 인해 CoaXPress 시그널링이 PCS/PMA 이더넷 하위 계층으로 쉽게 매핑됩니다. XGMII를 사용하면 CoaXPress가 IEEE Std 802.3 106절에 정의된 25Gbps 미디어 독립 인터페이스(25GMII)를 통해 고 대역폭을 지원할 수 있습니다. 25GMII는 논리적으로 동등하면서도 XGMII의 속도가 향상된 버전입니다.
Euresys 회사인 Sensor to Image는 이미 평가를 위해 CXP를 XGMII에, XGMII를 CXP IP 코어에 제공합니다.
CoaXPress-over-Fiber의 대역폭은 어떻게 됩니까?
CoaXPress-over-Fiber의 초기 구성은 단일 QSFP+ 모듈인 경우 4 x 10Gbps이며 카메라 당 총 40Gbps입니다. 이것은 4개의 구리 동축 케이블을 통해 4개의 CXP-12 링크와 완전히 동일한 네트워크 대역폭을 나타냅니다. 그러나 CoaXPress-over-Fiber에 대한 명확한 업그레이드 과정이 있습니다(예: QSFP28 모듈 사용 시 4 x 25Gbps = 100Gbps, QSFP56 모듈 사용 시 4 x 50Gbps = 200Gbps).
CoaXPress-over-Fiber는 최종 사용자에게 어떤 의미입니까?
이더넷 연결을 활용함으로써 CoaXPress-over-Fiber는 이더넷용으로 설계된 저비용 표준 장비(커넥터 및 케이블) 뿐만 아니라 고 대역폭을 사용할 수 있도록 지속적으로 발전하는 이더넷의 혜택을 받을 것입니다. 최종 사용자는 고해상도 이미지는 물론 더 빠른 검사 속도와 신뢰성에 대한 미래의 요구를 만족하는 제품을 기대할 수 있습니다.
CoaXPress-over-Fiber의 케이블 옵션은 무엇이며 케이블의 최대 길이는 어떻게 됩니까?
CoaXPress-over-Fiber의 가장 중요한 이점 중 하나는 여러 회사에서 이미 공급하는 다양한 연결 옵션입니다. 10Gbps에서 CoaXPress-over-Fiber의 초기 연결 옵션은 SFP+ 및 QSFP+(Quad 또는 4배 SFP+) 모듈입니다.
고정 인터페이스에 비해 모듈을 사용할 때의 장점은 애플리케이션에서 요구하는 적절한 유형의 트랜시버를 포트에 장착할 수 있다는 것입니다. 다양한 송신기 및 수신기를 사용할 수 있으므로 사용자는 적절한 트랜시버를 선택하여 다중 모드 또는 단일 모드 광섬유를 통해 필요한 광 도달 범위를 제공할 수 있습니다.
첫 번째 옵션은 다중 모드 광섬유에 40GBASE-SR4 QSFP+ 광 트랜시버 모듈을 사용하는 것입니다. 최대 150m의 광섬유 케이블이 있는 MTP/MPO 광섬유 커넥터를 사용합니다. 이 솔루션은 머신 비전 애플리케이션에 적합합니다.
MMF용 40GBASE-SR4 QSFP+ 850nm 150m MTP/MPO 광 트랜시버 모듈
MTP/MPO 광섬유 커넥터, 최대 150m의 광섬유 케이블
두 번째 옵션은 단일 모드 광섬유에 40GBASE-ER4 QSFP+ LC DOM 광 트랜시버 모듈을 사용하는 것입니다. 최대 40km의 광섬유 케이블이 있는 LC-Duplex 광섬유 커넥터를 사용합니다. 이 솔루션은 비디오 전송 애플리케이션 등에 적합합니다.
SMF용 40GBASE-ER4 QSFP+ 1310nm 40km LC DOM 광 트랜시버 모듈
LC-Duplex 광섬유 커넥터, 최대 40km의 광섬유 케이블
분기 액티브 광 케이블도 사용할 수 있습니다. 한 쪽에는 40G QSFP+ 트랜시버(프레임 그래버용)가 있고 다른 쪽에는 10G SFP+ 트랜시버 4개(카메라 4개용)가 있습니다.
더 빠른 속도 옵션을 이미 사용할 수 있으므로 이러한 솔루션으로 미래가 보장됩니다. SFP28 최신 버전은 25Gbps의 속도를 위해 설계되었습니다. QSFP28(Quad SFP28) 옵션에서는 최대 100Gbps의 속도가 가능합니다. 이미 2019년에 QSFP56이 표준화되었으며 주요 공급업체에서 이미 판매 중인 제품으로 최고 속도가 200Gbps로 두 배 향상되었습니다.
SFP 트랜시버를 QSFP 포트에 장착할 수 있는 저렴한 어댑터도 있습니다.
내 애플리케이션에 CoaXPress-over-Fiber를 사용하면 어떤 이점이 있습니까?
- 초고속 데이터/프레임 속도
- 어떤 길이로도 사용할 수 있는 다양한 액세서리 및 케이블 옵션
- 낮은 CPU 오버헤드, 짧은 대기 시간, 낮은 지터 이미지 캡처
- PC 성능 당 최대 카메라 수
- 매우 경쟁력 있는 가성비
- JIIA 및 IEEE 표준화로 인한 업계 수용력 확대
CoaXPress-over-Fiber의 지터 및 지연 시간은 무엇입니까?
«일반적인» CoaXPress와는 어떻게 다릅니까?
CoaXPress-over-Fiber는 CoaXPress 프로토콜을 기반으로 하며 지터 및 지연 시간 측면에서 CoaXPress와 동일한 고성능을 보여줍니다. 또한 CoaXPress-over-Fiber는 CoaXPress에 비해 더 빠른 전송 속도를 지원하므로 이러한 버전에서는 지터와 대기 시간이 더욱 개선될 것입니다.
CoaXPress 및 CoaXPress-over-Fiber는 일반적으로 다른 비전 인터페이스와 어떻게 비교됩니까?
CoaXPress는 다음과 같은 특징으로 유명합니다.
• 고 대역폭
• 짧은 대기 시간(트리거 대기 시간 포함)
• 높은 안정성/신뢰성
CoaXPress-over-Fiber는 CoaXPress이며 동일한 이점은 유지되고 더욱 발전될 것입니다.
CoaXPress 및 CoaXPress-over-Fiber는 GigE Vision과 어떻게 비교됩니까?
이미지 전송 대역폭 측면에서
CoaXPress 및 CoaXPress-over-Fiber에서 링크 통합은 쉽게 지원되며 현재 대부분의 CoaXPress 카메라에서는 2개 또는 4개의 링크가 사용됩니다. 마찬가지로 CoaXPress 프레임 그래버는 카드 당 1 ~ 8 개의 연결을 제공합니다. CoaXPress-over-Fiber의 초기 구성은 총 40Gbps에 대해 4 x 10Gbps입니다(4개의 CXP-12 링크와 동일한 네트워크 대역폭).
8 x 10Gbps = 80Gbps, 4 x 25Gbps = 100Gbps 및 4 x 50Gbps = 200Gbps에 대한 명확한 업그레이드 과정이 있습니다.
반대로 GigE Vision을 사용한 링크 통합은 어렵고 대부분의 GigE Vision 카메라는 링크를 하나만 사용합니다.
이미지 캡처 안정성 측면에서
CoaXPress 프로토콜의 데이터 패킷 관리는 더 간단합니다. 전용 하드웨어를 사용하여 프레임 그래버 또는 인터페이스 카드에 의해 수행되므로 호스트 CPU를 로드하지 않고도 짧은 대기 시간과 안정적인 이미지 캡처가 보장됩니다.
반대로 GigE Vision 애플리케이션은 호스트 CPU를 상당히 많이 로드하면서 드라이버가 데이터 패킷 관리를 수행하는 표준 NIC(네트워크 인터페이스 카드)를 사용합니다.
전반적으로 CoaXPress는 호스트 CPU를 로드하지 않고도 더 안정적이고 신뢰할 수 있는 이미지 전송을 제공합니다. 이것은 더 빠른 속도에서 더 확실합니다.
어떤 운영 체제가 지원됩니까?
CoaXPress-over-Fiber는 모든 운영 체제에 대해 독립적입니다. 현재, CoaXPress 프레임 그래버는 Windows, Linux, macOS 및/또는 특수 임베디드 운영 체제를 지원합니다. CoaXPress-over-Fiber의 경우에도 마찬가지입니다.
CoaXPress-over-Fiber 카메라가 GenICam 호환 소프트웨어에서 작동합니까?
예. CoaXPress-over-Fiber는 CoaXPress의 추가 기능이며 둘 다 GenICam에 대한 필수 지원이 포함되어 있습니다.
CoaXPress-over-Fiber 표준의 상태는 어떻습니까?
2020년 10월 현재
Euresys와 Sensor to Image는 2018년에 CoaXPress-over-Fiber의 개발 및 시연을 시작했습니다. 2020년 초부터 Euresys와 대부분의 주요 비전 제조업체가 소속된 CoaXPress Workgroup은 CoaXPress 표준에 대한 추가 기능으로 사양을 검토하기 위해 JIIA 내에서 협력하고 있습니다.
최종 사양은 앞으로 몇 달 안에 발표될 예정입니다.
한편, CoaXPress용 광섬유 커넥터 옵션을 자세히 설명하는 «CoaXPress용 광 인터페이스 가이드라인»이 2020년 1월에 JIIA에 의해 발표되었습니다.
어떤 CoaXPress-over-Fiber 제품을 사용할 수 있습니까?